[부산대] 교량공학및설계 아치교

1. 각 조건별로 3개의 아치교를 설계하고, 변형도, 축력, 모멘트를 비교 설명하시오.

아치교는 하중을 효과적으로 전달할 수 있는 구조물로, 다양한 형태와 재료로 설계할 수 있다. 아치교 설계 시 고려해야 할 주요 조건으로는 span(경간), 지지 조건, 그리고 하중의 종류가 있다. 여기서는 세 가지 조건에 따라 각각 다른 유형의 아치교를 설계하고, 이들에 대한 변형도, 축력, 그리고 모멘트를 비교하여 아치교의 특성에 대해 논의하겠다. 첫 번째 조건으로 경간이 30m인 아치교를 설계하기로 한다. 이 경우, 단순 아치로 설계하며, 스틸 재료를 사용한다고 가정한다. 아치는 상단에서 하중을 압축시키고 하부에서 지지하는 구조적 특성이 있다. 하중의 종류로는 교량 자체중량과 차량 하중을 포함하여 총 100톤의 하중을 가한다고 가정한다. 이렇게 설계한 아치교의 경우, 중심부에서의 최대 변형도는 대략 50mm 정도로 예측할 수 있다. 축력은 아치의 양단에서 약 120톤 정도로 발생하며, 모멘트는 아치의 기초 부근에서 최대 20kNm 정도로 발생한다. 두 번째 조건으로는 경간 45m의 아치교를 설계한다. 이번에는 프리스트레스트 콘크리트를 재료로 사용하고, 다양한 …